專利名稱：照明屏及搭載了該照明屏的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明屏及搭載了該照明屏的顯示裝置，特別是涉及具有聚光從光源或外部導(dǎo)入的入射光并發(fā)射的聚光功能的照明屏。
背景技術(shù)：
例如，液晶顯示裝置由于液晶顯示屏本身沒(méi)有自身發(fā)光能力，所以在液晶顯示屏的里面?zhèn)茸鳛槔锩婀馀渲糜姓彰髌痢D24是表示現(xiàn)有的這樣的液晶顯示裝置的一例的部分側(cè)視圖。該液晶顯示裝置具有液晶顯示屏1、配置在與該觀察的側(cè)的表面相反側(cè)的里面的照明屏11。
液晶顯示屏1的結(jié)構(gòu)為表面?zhèn)炔ＡЩ?和里面?zhèn)炔ＡЩ?經(jīng)幾乎方形的密封材料(未圖示)粘貼，在由兩玻璃基板2、3和密封材料所圍的空間封入液晶(未圖示)，在表面?zhèn)炔ＡЩ?的表面粘貼表面?zhèn)绕獍?，在里面?zhèn)炔ＡЩ?的里面粘貼里面?zhèn)绕獍?。
照明屏11具有設(shè)置在液晶顯示屏1的里面?zhèn)鹊膶?dǎo)光板12。導(dǎo)光板12為平面方形狀，將與液晶顯示屏1對(duì)置的表面作為發(fā)射光的發(fā)射面13，將規(guī)定的一端面(圖24中為左端面)作為入射光的入射面14，將發(fā)射面13的里面作為隨著從入射面14側(cè)朝向與該入射面14對(duì)置側(cè)的邊緣12a側(cè)，導(dǎo)光板12的厚度逐漸變薄地傾斜的傾斜面15。
在導(dǎo)光板12的傾斜面15粘貼有反射板16。在與導(dǎo)光板12的入射面14對(duì)置的位置設(shè)有冷陰極管(光源)17。覆蓋冷陰極管17的反射薄板18的一端部粘貼在導(dǎo)光板12的入射面14側(cè)的表面，另一端部粘貼在反射板16的入射面14側(cè)的里面。
從冷陰極管17發(fā)出的光和反射薄板18反射的光入射到導(dǎo)光板12的入射面14。該入射光在導(dǎo)光板12內(nèi)從入射面14側(cè)向邊緣12a側(cè)行進(jìn)(導(dǎo)光)，被反射板16反射，從導(dǎo)光板12的發(fā)射面13發(fā)射并入射到液晶顯示屏1的里面，從其里面?zhèn)日丈湟壕э@示屏1。這樣，從液晶顯示屏1的表面發(fā)射對(duì)應(yīng)了液晶顯示屏1的顯示驅(qū)動(dòng)的圖象光。
但是，上述現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，可使從導(dǎo)光板12的發(fā)射面13發(fā)出的光量均勻，使從液晶顯示屏1的表面發(fā)出的亮度分布均勻。接著，對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。在導(dǎo)光板12的傾斜面15，黑色墨水的多個(gè)點(diǎn)狀調(diào)光圖形設(shè)置為該點(diǎn)狀黑色圖形密度隨著離入射面14漸遠(yuǎn)而逐漸變小，換言之，與入射面14的距離成正比，入射光的吸收率降低。
即，在冷陰極管17的附近，由于在導(dǎo)光板12的反射板16反射、從發(fā)射面13向液晶顯示屏1發(fā)射的光的強(qiáng)度高，所以為了增大在反射板16反射的光的吸收率而增大在導(dǎo)光板12的傾斜面15形成的黑色圖形密度，但隨著遠(yuǎn)離冷陰極管17，反射板16反射的光的強(qiáng)度降低，所以為了使其吸收率逐漸變小而逐漸降低在導(dǎo)光板12的傾斜面15形成的黑色圖形密度，這樣，使從導(dǎo)光板12的發(fā)射面13發(fā)射的光的強(qiáng)度在整個(gè)面均勻。
但是，上述現(xiàn)有的液晶顯示裝置由于在導(dǎo)光板12的傾斜面15設(shè)置黑色墨水的多個(gè)點(diǎn)狀調(diào)光圖形，所以光被該調(diào)光圖形吸收，光利用效率差，亮度降低。
發(fā)明的內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供光利用效率好的照明屏和使用該照明屏的顯示裝置。
發(fā)明1是在導(dǎo)光板設(shè)置連接多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成的光學(xué)面，各光學(xué)元件具有將從入射面導(dǎo)入的部分光朝與入射面對(duì)置的邊緣側(cè)沿著與上述發(fā)射面平行的面的以小角度折射的曲面，以及將在該曲面折射的光向上述發(fā)射面?zhèn)日凵涞膬A斜面。
發(fā)明2是在具有導(dǎo)入來(lái)自點(diǎn)光源的發(fā)射光的入射面的導(dǎo)光板形成向幾乎平行于入射面的方向延伸的傾斜面。
發(fā)明3是在導(dǎo)光板的發(fā)射面?zhèn)扰渲霉鈱W(xué)薄板，利用該光學(xué)薄板原樣穿透從導(dǎo)光板的發(fā)射面向幾乎垂直于該發(fā)射面的方向發(fā)射的光，將從導(dǎo)光板的發(fā)射面朝邊緣側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從光學(xué)薄板的表面向幾乎垂直于導(dǎo)光板的發(fā)射面的方向發(fā)射的光。
根據(jù)發(fā)明1，利用在導(dǎo)光板形成的曲面和具有傾斜面的光學(xué)面，在遠(yuǎn)離導(dǎo)光板的入射面的終端側(cè)也可以將從入射面導(dǎo)入的光充分向?qū)Ч獍宓陌l(fā)射面?zhèn)日凵?，因此，可以提高光利用效率?br> 根據(jù)發(fā)明2，利用向幾乎平行于入射面方向延伸的傾斜面，將從點(diǎn)光源導(dǎo)入的光向平行于入射面的方向折射，因此，可以提高光利用效率。
根據(jù)發(fā)明3，利用光學(xué)薄板，將從導(dǎo)光板的發(fā)射面朝邊緣側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光變換為幾乎垂直于導(dǎo)光板的發(fā)射面的方向，因此，可以提高光利用效率。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的液晶顯示裝置的主要部分的側(cè)視圖。
圖2是說(shuō)明圖1所示的導(dǎo)光板的光學(xué)面的圖。
圖3是說(shuō)明從具有圖2所示的光學(xué)面的導(dǎo)光板的入射面入射的光的折射作用的圖。
圖4是說(shuō)明具有圖2所示的光學(xué)面的導(dǎo)光板的光學(xué)面的反射作用的圖。
圖5是說(shuō)明對(duì)代替圖1所示的擴(kuò)散板的穿透兼擴(kuò)散板入射了垂直光的光的穿透作用的圖。
圖6是說(shuō)明對(duì)代替圖1所示的擴(kuò)散板的穿透兼擴(kuò)散板入射了傾斜光時(shí)的光的穿透作用的圖。
圖7是說(shuō)明具有圖2所示的光學(xué)面的導(dǎo)光板的、發(fā)射面的發(fā)射光的圖。
圖8是本發(fā)明的實(shí)施例2的液晶顯示裝置的主要部分的側(cè)視圖。
圖9是表示圖8所示的光學(xué)薄板的變形例1的放大側(cè)視圖。
圖10是表示圖8所示的光學(xué)薄板的變形例2的放大側(cè)視圖。
圖11是表示圖8所示的光學(xué)薄板的變形例3的放大側(cè)視圖。
圖12是表示圖8所示的光學(xué)薄板的變形例4的放大側(cè)視圖。
圖13是表示圖8所示的光學(xué)薄板的變形例5的放大側(cè)視圖，說(shuō)明光學(xué)薄板的另一第4例的圖。
圖14是本發(fā)明的實(shí)施例3的液晶顯示裝置的主要部分的側(cè)視圖。
圖15是本發(fā)明的實(shí)施例4的液晶顯示裝置的主要部分的側(cè)視圖。
圖16是說(shuō)明從點(diǎn)光源入射到導(dǎo)光板的光的、從虛擬面Q發(fā)射的狀態(tài)的圖。
圖17是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例5的液晶顯示裝置的部分模式向視圖。
圖18是說(shuō)明圖17所示的實(shí)施例中，從點(diǎn)光源入射到導(dǎo)光板的光的、從虛擬面Q發(fā)射的狀態(tài)的圖。
圖19是本發(fā)明的實(shí)施例6的液晶顯示裝置的主要部分的側(cè)視圖。
圖20是說(shuō)明圖19所示的聚光薄板的作用的圖。
圖21是表示圖19所示的照明屏的變形例1的圖。
圖22是表示圖19所示的照明屏的變形例2的圖。
圖23是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例5的液晶顯示裝置的部分模式向視圖。
圖24是現(xiàn)有的液晶顯示裝置的一例的部分側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
<第一實(shí)施例>
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的液晶顯示裝置的主要部分的側(cè)視圖。該液晶顯示裝置具有液晶顯示屏21，配置在與其觀察側(cè)的表面相反側(cè)的里面的照明屏31和，配置在兩個(gè)屏21、31間的擴(kuò)散板41。
液晶顯示屏21的結(jié)構(gòu)為表面?zhèn)炔ＡЩ?2和里面?zhèn)炔ＡЩ?3經(jīng)幾乎方形的密封材料(未圖示)粘貼，對(duì)由兩個(gè)玻璃基板22、23和密封材料所圍的空間封入液晶(未圖示)，在表面?zhèn)炔ＡЩ?2的表面粘貼表面?zhèn)绕獍?4，在里面?zhèn)炔ＡЩ?3的里面粘貼里面?zhèn)绕獍?5。
液晶顯示屏21可以是有效矩陣形、單純矩陣形、扇形等任一個(gè)，其顯示方式可以是TN(twisted nematic)方式、STN(super twistednematic)方式、ECB(復(fù)折射效果)方式、動(dòng)態(tài)散亂效果方式、采用強(qiáng)介質(zhì)液晶的方式等，只要是控制光的穿透率的方式即可。
照明屏31具有設(shè)置在液晶顯示屏21的里面?zhèn)鹊膶?dǎo)光板32。導(dǎo)光板32為平面方形狀，將與液晶顯示屏21對(duì)置的表面作為發(fā)射光的發(fā)射面33，將規(guī)定的一端面(圖1中為左端面)作為入射光的入射面34，將與發(fā)射面33對(duì)置的表面作為光學(xué)面35。另外，將與入射面34對(duì)置的面作為邊緣32a。如圖1所示，光學(xué)面35整體具有將發(fā)射面33的里面?zhèn)鹊睦锩鎻澢蓪?dǎo)光板32的厚度基本上隨著入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)而逐漸變厚之后又逐漸變薄的，所謂船底形的外形，其光學(xué)面的形狀是本發(fā)明的最大特征，以后再具體說(shuō)明。
在導(dǎo)光板32的光學(xué)面35形成反射層36。在與導(dǎo)光板32的入射面34對(duì)置的位置設(shè)有作為光源的冷陰極管37。覆蓋冷陰極管37的反射薄板38的一端部粘貼在導(dǎo)光板32的入射面34側(cè)的表面，另一端部粘貼在反射板36的入射面34側(cè)的里面。
接著，根據(jù)圖2說(shuō)明導(dǎo)光板32的光學(xué)面35。光學(xué)面35是連續(xù)設(shè)置了多個(gè)從入射面34(圖2中左側(cè))向邊緣32a側(cè)，按照曲面35a、平面35b和傾斜面35c的順序連續(xù)設(shè)置的1組光學(xué)元件的面。平面35b成為發(fā)射面33的平行面。
曲面35a、平面35b和傾斜面35c構(gòu)成的1組光學(xué)元件的長(zhǎng)度為20～500μm左右，若隨著遠(yuǎn)離入射面34而逐漸變大，則穿透效率變好，但設(shè)定為同一尺寸，也可以得到相應(yīng)效果。
平面35b成為平行于發(fā)射面33的面。相對(duì)于傾斜面35c的平面35b的傾斜角度相同，設(shè)定為40～50°左右范圍內(nèi)的適當(dāng)角度。傾斜面35c對(duì)平面35b的高度H隨著遠(yuǎn)離入射面34逐漸變大。典型的傾斜面35c的高度H最大是20～50μm左右，但根據(jù)導(dǎo)光板32的平面大小設(shè)定為適當(dāng)值，并沒(méi)有限定其值。
曲面35a的長(zhǎng)度相同。平面35b的長(zhǎng)度隨著遠(yuǎn)離入射面34逐漸變短。即，傾斜面35c的高度H與入射面24的距離成比例增大，并且，平面35b的長(zhǎng)度與入射面34的距離成比例變短。因此，在傾斜面35c反射(折射)，朝發(fā)射面33的光量與離入射面34的距離成比例以指數(shù)函數(shù)增大。
各光學(xué)元件從導(dǎo)光板32的入射面34側(cè)，按曲面35a、平面35b和傾斜面35c的順序排列，其曲面35a與其入射面34側(cè)(圖2的左側(cè))相鄰的光學(xué)元件的傾斜面35c連續(xù)設(shè)置。不限定曲面35a，但典型的是曲面的截面為圓弧狀，其曲率半徑例如為0.1～2.0mm左右。像這樣，曲面35a在圖2中右下傾斜。
在此，作為一例，從入射面34側(cè)第n個(gè)傾斜面35c對(duì)平面35b的高度H為an(n+1)/2(其中，a為任意數(shù)、n為自然數(shù)、入射面34側(cè)的最初傾斜面35c為1)。像這樣，通過(guò)使傾斜面35c對(duì)平面35b的高度H隨著遠(yuǎn)離入射面34而逐漸變大，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射面33的亮度均勻性，如上所述，如圖1所示，使光學(xué)面35成為導(dǎo)光板32的厚度隨著從入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)逐漸變厚之后再逐漸變薄地彎曲的船底形也是為了提高發(fā)射面33的亮度均勻性。
圖1中，相對(duì)于入射面34的發(fā)射面33的角度通常90°即可。但是，為了得到更好的取光效率，也可以使該角度略小于90°。即，若從入射面34入射到導(dǎo)光板32的光直進(jìn)，在入射面34和相反側(cè)的光學(xué)面35的傾斜面35c直接反射(折射)，則只有該區(qū)域變亮，其它區(qū)域變暗，所以為使入射光在發(fā)射面33和光學(xué)面35的曲面35a和平面35b邊重復(fù)反射邊行進(jìn)，若入射面34相對(duì)于發(fā)射面33具有一定角度，則可以提高取光效率。通常，該角度為大于80°、小于90°，但也可以相反是小于100°、小于90°，關(guān)鍵是減少?gòu)睦潢帢O管37入射到導(dǎo)光板32的光在導(dǎo)光板32的傾斜面35c直接反射的比率即可。
上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板32可以利用以丙稀樹(shù)脂等光穿透性好的透明樹(shù)脂為材料的發(fā)射壓縮成形制造。另外，圖1所示的反射層36可以將Al、Ag、Cr等構(gòu)成的金屬箔沿著其外形的形狀彎曲粘貼到導(dǎo)光板32的光學(xué)面35，但也可以利用通過(guò)噴鍍或蒸鍍等在導(dǎo)光板32的光學(xué)面35成Al、Ag、Cr等膜的金屬膜形成。導(dǎo)光板32的邊緣32a為了防止光泄漏，最好盡量薄，也可以根據(jù)需要在外面形成反射層。
在此，由于該實(shí)施例的液晶顯示裝置為穿透兼反射型，所以首先根據(jù)圖3說(shuō)明作為穿透型采用時(shí)的導(dǎo)光板32的作用。其中，圖3中導(dǎo)光板32的厚度適當(dāng)，省略了圖1所示的反射層36。
將該實(shí)施例的液晶顯示裝置作為穿透型采用時(shí)，如在圖3中作為代表箭頭A、B、C所示，入射到圖1所示的入射面34的光在導(dǎo)光板32內(nèi)行進(jìn)。其中箭頭A所示的光在傾斜面35c反射，將角度變換為幾乎垂直于發(fā)射面33的方向，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射。
箭頭B所示的光在發(fā)射面33反射并入射到曲面35a。此時(shí)，曲面35a與發(fā)射面33不平行，在圖3中右下傾斜，所以入射到曲面35a的光以比入射方向略小的角度反射，向接近平行于同組的平面35b的方向行進(jìn)。因此，箭頭B所示的光入射到與反射的曲面35a同一阻的傾斜面35c。
像這樣，在光學(xué)元件設(shè)置朝與入射面34相反側(cè)下降的曲面35a是為了使在各光學(xué)元件的曲面35a反射的箭頭B的光的行進(jìn)方向接近平行于同一組的平面35b的方向并可靠入射到同一組的傾斜面35c。接著，入射到傾斜面35c的光在該傾斜面35c反射，角度變換為幾乎垂直于發(fā)射面33的方向，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射。
箭頭C所示的光通過(guò)在平面35b的反射和在發(fā)射面33的重復(fù)反射，在導(dǎo)光板32內(nèi)向入射面34側(cè)至邊緣32a側(cè)的方向，即圖3中的右方向行進(jìn)。接著，該行進(jìn)的光最終與箭頭A所示的光相同，從在傾斜面35c反射的發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射，或與箭頭B所示的光相同，在曲面35a反射之后，在同一組的傾斜面35c反射，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射。
像這樣，箭頭A、B、C所示的光最終在某個(gè)傾斜面35c反射，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射。此時(shí)，各光學(xué)元件的傾斜面35c對(duì)平面35b的高度H從圖1所示的入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)逐漸變高。從而，傾斜面35c的面積從入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)逐漸變大。這樣，即使光量隨著遠(yuǎn)離入射面34而減少，也由于傾斜面35c的面積變大，所以從發(fā)射面33發(fā)出的光量均勻。
下面，說(shuō)明將圖1所示的液晶顯示裝置作為反射型采用時(shí)的照明屏31的作用。
如圖4中作為代表箭頭D、E、F所示，外光入射到發(fā)射面33。此時(shí)，忽視在發(fā)射面33的折射。另外，箭頭D、E、F所示的外光是相互平行的光，在圖4中從右上方向左下方，對(duì)發(fā)射面33以入射角d入射的光。
另外，箭頭D所示的外光在平面35b(實(shí)際上，在反射層36的該位置對(duì)應(yīng)的部分反射，但為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，以導(dǎo)光板32的位置進(jìn)行說(shuō)明。以下，對(duì)于其它位置也是相同的。)反射，從發(fā)射面33發(fā)射。此時(shí)，在平面35b的反射為正反射。因此，箭頭D所示的外光對(duì)于平面35b以入射角d入射，以反射角d反射，其反射角度為2d。
箭頭E所示的外光在曲面35a中的圖4中在右側(cè)反射，從發(fā)射面33發(fā)射。此時(shí)，曲面35a在圖4中右下傾斜，在曲面35a的反射角k比平面35b的反射角2d還小。
箭頭F所示的光在曲面35a中的圖4中在左側(cè)反射，從發(fā)射面33發(fā)射。此時(shí)，曲面35a在圖4中右下傾斜，但在曲面35a的各點(diǎn)的連接線的平面35b的角度在圖4中隨著向左側(cè)逐漸變大，所以在曲面35a的左側(cè)的反射角f比在曲面35a的右側(cè)的反射角e還小。
像這樣，圖4中，從右上向左下相互平行入射到發(fā)射面33的箭頭D、E、F所示的外光正反射，或以比該正反射時(shí)的反射角度小的反射角度反射并從發(fā)射面33發(fā)射。此時(shí)，在曲面35a的反射角度在圖4中隨著靠左逐漸變小，所以在曲面35a反射并從發(fā)射面33發(fā)射的外光對(duì)于發(fā)射面33的法線的角度在圖4中隨著靠左逐漸變小。
從而，即使入射到發(fā)射面33的箭頭D、E、F所示的外光相互平行，從發(fā)射面33發(fā)射的箭頭D、E、F所示的外光對(duì)于與發(fā)射面33垂直的方向，在圖4的略左側(cè)聚光。
下面說(shuō)明將圖1所示的液晶顯示裝置作為穿透型采用的情況。若點(diǎn)亮冷陰極管37，則從冷陰極管37發(fā)出的光和反射薄板38發(fā)射的光入射到導(dǎo)光板32的入射面34。該入射光如圖3中作為代表箭頭A、B、C所示，在導(dǎo)光板32內(nèi)行進(jìn)。
接著，如上所述，箭頭A、B、C所示的光最終在某個(gè)傾斜面35c反射，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射。從而，入射到入射面34的幾乎所有光最終在某個(gè)傾斜面35c反射，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射。
此時(shí)，如圖2所示，傾斜面35c對(duì)同一組的平面35b的高度H從入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)逐漸變高。從而，傾斜面35c的面積從入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)逐漸變大。
這樣，即使光量隨著遠(yuǎn)離冷陰極管37而減少，也由于傾斜面35c的面積變大，所以從發(fā)射面33發(fā)出的光量均勻。此時(shí)，入射到入射面34的幾乎所有光在某個(gè)傾斜面35c反射，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射，所以光利用效率高，可以提高亮度。
從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射的光邊穿透擴(kuò)散板41擴(kuò)散之后入射到液晶顯示屏21的里面，并從其里面?zhèn)日丈湟壕э@示屏21。這樣，從液晶顯示屏21的表面發(fā)射對(duì)應(yīng)液晶顯示屏21的顯示驅(qū)動(dòng)的圖象光。
如上所述，在將圖1所示的液晶顯示裝置作為穿透型采用時(shí)，照明屏31的光利用效率高，可以提高亮度，而且可以使亮度均勻，所以可以提高顯示品質(zhì)。
另一方面，在將該液晶顯示裝置作為反射型采用時(shí)，不點(diǎn)亮冷陰極管37而利用外光。即，在液晶顯示屏21的表面從其表面?zhèn)热肷涞耐夤獯┩敢壕э@示屏21，邊穿透擴(kuò)散板41邊擴(kuò)散，入射到導(dǎo)光板32的發(fā)射面33，在反射板36反射。
與上述相反，該反射光從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33發(fā)射，邊穿透擴(kuò)散板41邊擴(kuò)散，入射到液晶顯示屏21的里面，從其里面?zhèn)日丈湟壕э@示屏21。這樣，從液晶顯示屏21的表面發(fā)射對(duì)應(yīng)液晶顯示屏21的顯示驅(qū)動(dòng)的圖象光。
在此，說(shuō)明將該液晶顯示裝置作為反射型實(shí)際采用的情況。實(shí)際使用狀態(tài)中，在液晶顯示屏21的畫(huà)面的上端側(cè)位于圖1的右端側(cè)時(shí)，一般大多是為了主要取得圖1的從右上向左下的外光而傾斜液晶顯示屏21，從液晶顯示屏21的畫(huà)面正向，即與畫(huà)面垂直的方向，或略下側(cè)(圖1中左側(cè))的方向觀看畫(huà)面。
因此，若為了主要取得圖1的從右上向左下的外光而傾斜液晶顯示屏21，則原樣穿透液晶顯示屏21和擴(kuò)散板41的外光如圖4中作為代表箭頭D、E、F所示，入射到導(dǎo)光板32的發(fā)射面33。此時(shí)也忽視在發(fā)射面33的折射。另外，箭頭D、E、F所示的外光是相互平行的光。
入射到導(dǎo)光板32的發(fā)射面33的箭頭D、E、F所示的外光如上所述，正反射或以比該正反射時(shí)的反射角度還小的反射角度反射，并從發(fā)射面33發(fā)射。此時(shí)，在曲面35a的反射角度在圖4中隨著靠左逐漸變小，所以在曲面35a反射，從發(fā)射面33發(fā)射的外光相對(duì)于發(fā)射面33的法線的角度在圖4中隨著靠左逐漸變小。
因此，即使入射到發(fā)射面33的箭頭D、E、F所示的外光相互平行，從發(fā)射面33發(fā)射的箭頭D、E、F所示的外光對(duì)于垂直于發(fā)射面33的方向在圖4的略左側(cè)聚光。接著，若這些外光原樣穿透擴(kuò)散板41和液晶顯示屏21，則圖象光在液晶顯示屏21的畫(huà)面正向，即比垂直畫(huà)面方向略下側(cè)(圖1中左側(cè))的方向聚光并發(fā)射。
像這樣，在將該液晶顯示裝置作為反射型實(shí)際采用時(shí)，可以基于圖1的從右上向左下的外光，在液晶顯示屏21的畫(huà)面正向，即比垂直于畫(huà)面的方向略下側(cè)(圖1中左側(cè))的方向聚光并發(fā)射圖象光。此時(shí)的圖象光的發(fā)射方向?yàn)橛^看方向，從而得到較亮圖象。
擴(kuò)散板41在作為穿透型采用的情況下、在作為反射型采用的情況下都提高穿透光和反射光的面內(nèi)均勻性，這樣調(diào)整視野角，還有，在作為反射型采用時(shí)，用于減輕二重映現(xiàn)。
另外，在利用填充材料，使擴(kuò)散板41的表面等成為凸凹形狀時(shí)，利用該凸凹形狀，取入外光的入射角和入射范圍擴(kuò)展到全方位，利用高擴(kuò)散性，可以進(jìn)一步減輕二重映現(xiàn)。
另外，也可以不采用擴(kuò)散板41，在用于將液晶顯示屏21的里面?zhèn)绕獍?5粘貼到里面?zhèn)炔ＡЩ?3的黏合劑中混入折射率與黏合劑不同的填充劑，使黏合劑具有擴(kuò)散功能。另外，也可以采用具有這樣的擴(kuò)散功能的黏合劑，并采用擴(kuò)散板41。
另外，也可以代替一般的擴(kuò)散板41而采用圖5所示的穿透兼擴(kuò)散板42。該穿透兼擴(kuò)散板42通過(guò)交互配置無(wú)色透明樹(shù)脂等構(gòu)成的穿透層43和白色透明樹(shù)脂等構(gòu)成的擴(kuò)散層44構(gòu)成。
此時(shí)，穿透兼擴(kuò)散板42的厚度一定，但穿透層43和擴(kuò)散層44都對(duì)于穿透兼擴(kuò)散板42的板面向同一方向(此時(shí)，圖5中從右上側(cè)向左下側(cè))適當(dāng)傾斜。另外，圖5中，擴(kuò)散層44的右上部及其右側(cè)的擴(kuò)散層44的左下部在右方向連接或重合。
如圖3所示，在作為穿透型采用時(shí)，從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射的光如圖5的箭頭所示(其中，忽視在穿透兼擴(kuò)散板42的表面的折射)，在穿透兼擴(kuò)散板42的擴(kuò)散層44擴(kuò)散并從穿透兼擴(kuò)散板42的表面發(fā)射。
此時(shí)，由于在圖5中擴(kuò)散層44的右上部及其右側(cè)的擴(kuò)散層44的左下部在左右方向連接或重合，所以從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射的所有光在穿透兼擴(kuò)散板42的某個(gè)擴(kuò)散層44可靠擴(kuò)散。
另一方面，在作為反射型采用時(shí)，如圖6的實(shí)線箭頭所示(忽視穿透兼擴(kuò)散板42的表面和里面的折射。)，從右上向左下行進(jìn)的外光穿透穿透兼擴(kuò)散板42的穿透層43。
該穿透光如圖4中的箭頭所示，在導(dǎo)光板32的光學(xué)面35反射。該反射光如圖6的虛線箭頭所示(忽視穿透兼擴(kuò)散板42的里面和表面的折射。)，在穿透兼擴(kuò)散板42的擴(kuò)散層44擴(kuò)散，并從穿透兼擴(kuò)散板42的表面發(fā)射。
此時(shí)，也由于在圖6中擴(kuò)散層44的右上部及其右側(cè)的擴(kuò)散層44的左下部在左右方向連接或重合，所以從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33發(fā)射的所有光在穿透兼擴(kuò)散板42的某個(gè)擴(kuò)散層44可靠擴(kuò)散。
在此，導(dǎo)光板32的光學(xué)面35不限定于圖2所示的光學(xué)面。例如，參照?qǐng)D2進(jìn)行說(shuō)明，平面35b對(duì)各光學(xué)元件的傾斜面35c的傾斜角度在40～50°左右范圍內(nèi)，從入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)逐漸變大。
另外，由曲面35a、平面35b和傾斜面35c構(gòu)成的各光學(xué)元件的長(zhǎng)度也可以不同。例如，通過(guò)將曲面35a和平面35b的長(zhǎng)度設(shè)為一定，將傾斜面35c的高度H設(shè)為不同，使曲面35a、平面35b和傾斜面35c構(gòu)成的1組光學(xué)元件的長(zhǎng)度不同。但是，此時(shí)曲面35a、平面35b和傾斜面35c構(gòu)成的1組光學(xué)元件的長(zhǎng)度在20～500μm左右范圍內(nèi)。
但是，如箭頭A、B、C所示的光，最終在某個(gè)傾斜面35c反射，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射的光不是幾乎所有入射到圖1所示的入射面34的光，而是其中一部分。即，在曲面35a和平面35b反射的部分光原樣從發(fā)射面33發(fā)射。
因此，如圖7中的一點(diǎn)劃線所示，對(duì)于導(dǎo)光板32的發(fā)射面33和入射面34都垂直的虛擬面P中，在傾斜面35c反射的光如實(shí)線箭頭所示，從發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射，但在曲面35a和平面35b反射的部分光如虛線箭頭所示，從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33朝遠(yuǎn)離其入射面34的側(cè)向傾斜方向發(fā)射。
從而，可以將入射到入射面34的幾乎所有光從發(fā)射面33發(fā)射，可以得到良好的光利用效率，另外，根據(jù)傾斜面35c的面積的不同，可以使在傾斜面35c反射并從發(fā)射面33發(fā)射的光量均勻。但是，如圖7的虛線箭頭所示，有從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33朝遠(yuǎn)離其入射面34的側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光，若聚集該光，則液晶顯示屏21的正面的峰值亮度更大，可以進(jìn)一步提高光利用效率。下面示出可以聚集從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33朝遠(yuǎn)離其入射面34的側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光的實(shí)施例。
實(shí)施例2圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示裝置的主要部分的側(cè)視圖。與實(shí)施例1同樣，該液晶顯示裝置具有液晶顯示屏21、配置在與其觀察側(cè)的表面相反側(cè)的里面的照明屏31。但是，在本實(shí)施例的液晶顯示屏21和照明屏31之間，代替實(shí)施例1的擴(kuò)散板41配置光學(xué)薄板51。本實(shí)施例的特征是該光學(xué)薄板51的功能，以下重點(diǎn)說(shuō)明作為其特征的部分。另外，以下說(shuō)明中對(duì)于與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)要素附上同一標(biāo)號(hào)省略說(shuō)明。
光學(xué)薄板51為平面方形，將與液晶顯示屏21對(duì)置的表面作為平面52，將與平面52相反側(cè)的里面作為光學(xué)面53。光學(xué)面53由以一定間距形成的截面幾乎為梯形的槽的兩傾斜面53b、53d、上邊的平面53a和、兩槽間的平面53c構(gòu)成。即，光學(xué)面53成為連續(xù)設(shè)置多個(gè)從光學(xué)板32的入射面34側(cè)向邊緣32a側(cè)依次連續(xù)設(shè)置平面53a、傾斜面53b、平面53c和、傾斜面53d的1組光學(xué)元件的面。該光學(xué)面53的形狀對(duì)于圖8的紙面在垂直方向完全相同，換言之，截面幾乎梯形的所有槽對(duì)于光學(xué)薄板51的寬度方向的兩側(cè)面垂直地、在整個(gè)寬度延伸。
平面52、53a、53c成為與導(dǎo)光板32的發(fā)射面33平行的面。對(duì)傾斜面53b的平面52(與導(dǎo)光板32的發(fā)射面33平行的面)的傾斜角度相同，成為與平面52幾乎垂直的面或接近垂直面的傾斜面。傾斜面53d對(duì)于平面52的傾斜角度相同，設(shè)定為30~50°左右范圍內(nèi)的適當(dāng)角度。
平面53a、傾斜面53b、平面53c和傾斜面53d構(gòu)成的1組光學(xué)元件的長(zhǎng)度與液晶顯示屏21的像素間距幾乎相同，或同像素間距的整數(shù)部分之一。如上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)薄板51可以通過(guò)以丙稀樹(shù)脂等光穿透性好的透明樹(shù)脂作為材料的發(fā)射壓縮成形來(lái)制造。
光學(xué)薄板51具有將從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33朝邊緣32a側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光聚集在液晶顯示屏21的正面?zhèn)鹊墓δ?，接著，根?jù)圖9說(shuō)明該光學(xué)薄板51的作用。如圖9中作為代表箭頭J、K、L所示，從圖8所示的導(dǎo)光板32的發(fā)射面33發(fā)射的光穿透光學(xué)薄板51。其中，箭頭J、K所示的光如圖7中的實(shí)線箭頭所示，從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33向幾乎垂直的方向發(fā)射，入射到光學(xué)薄板51的平面53a、53c，原樣穿透光學(xué)薄板51，從光學(xué)薄板51的平面52向幾乎垂直的方向發(fā)射。
如圖7的虛線箭頭所示，箭頭L所示的光從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33從入射面34側(cè)朝邊緣32a側(cè)向傾斜方向發(fā)射，入射到光學(xué)薄板51的傾斜面53b，在傾斜面53d反射，在光學(xué)薄板51的平面52向幾乎垂直的方向變換角度，從光學(xué)薄板51的平面52向垂直方向發(fā)射。
像這樣，箭頭J、K、L所示的光從光學(xué)薄板51的平面52向與其幾乎垂直的方向發(fā)射。從而，入射到導(dǎo)光體32的入射面34的大部分光最終從光學(xué)薄板51的平面52向幾乎垂直的方向發(fā)射。其結(jié)果，可以提高液晶顯示屏21的正面的峰值亮度，可以得到良好的光利用效率。
但是，若根據(jù)圖9進(jìn)行說(shuō)明，光學(xué)薄板51的光學(xué)面53最好具有用于原樣穿透箭頭J、K所示的光的平面53a、53c、用于入射箭頭L所示的光的傾斜面53b和、用于反射該入射的箭頭L所示的光的傾斜面53d。從而，光學(xué)薄板51的光學(xué)面53例如圖10所示，也可以是具有平面53a、傾斜面53b和傾斜面53d的面，還有例如圖11所示，也可以是具有傾斜面53b、平面53c和傾斜面53d的面。
例如圖12所示，用于反射入射到傾斜面53b的光的傾斜面53d也可以是圓弧狀的曲面。在這樣的情況下，由于可以聚光傾斜面53d反射的光，從平面52向與其幾乎垂直的方向發(fā)射，所以可以進(jìn)一步提高液晶顯示屏21的正面的峰值亮度。
例如圖13所示，標(biāo)號(hào)53a所示的面也可以是對(duì)平面53c(與導(dǎo)光板32的發(fā)射面33平行的面)的傾斜角度小于20°左右的傾斜面。例如，若將對(duì)傾斜面53a的平面53c的傾斜角度設(shè)為20°，將光學(xué)薄板51(其材料為丙稀樹(shù)脂)的折射率設(shè)為1.49，則如圖13中的箭頭所示，從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33向與其垂直的方向發(fā)射并入射到傾斜面53a的光從平面52以與其垂直線的角度θ(10.06°)發(fā)射。另外，若將角度θ＝±10°左右以內(nèi)定義為幾乎垂直的方向，則傾斜面53a對(duì)于平面53c的傾斜角度也可以小于20°左右。
接著，說(shuō)明將圖9所示的液晶顯示裝置作為穿透型采用的情況。若點(diǎn)亮冷陰極管37，則從冷陰極管37發(fā)出的光和反射薄板38反射的光入射到導(dǎo)光板32的入射面34，在導(dǎo)光板32內(nèi)行進(jìn)，在導(dǎo)光板32的光學(xué)面35反射。
如圖7中的實(shí)線箭頭所示，在導(dǎo)光板32的光學(xué)面35反射的部分反射光從發(fā)射面33向與其幾乎垂直的方向發(fā)射，如圖9中的作為代表箭頭J、K所示，原樣穿透光學(xué)薄板51的平面53a、53c的部分，從光學(xué)薄板51的平面52向與其幾乎垂直的方向發(fā)射。
如圖7中虛線箭頭所示，在導(dǎo)光板32的光學(xué)面35反射的大部分剩余的反射光從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33朝遠(yuǎn)離其入射面34的側(cè)向傾斜方向發(fā)射，如圖9中作為代表箭頭L所示，入射到光學(xué)薄板51的傾斜面53b并在傾斜面53d反射，從光學(xué)薄板51的平面52向與其幾乎垂直的方向發(fā)射。
該實(shí)施例2的情況下，從冷陰極管37發(fā)出并入射到導(dǎo)光板32的入射面34的大部分光最終從光學(xué)薄板51的平面52向與其幾乎垂直的方向發(fā)射。此時(shí)，如圖2所示，傾斜面35c的高度H與離入射面34的距離成比例增大，平面35b的長(zhǎng)度與離入射面34的距離成比例變短，所以在傾斜面35c反射并朝發(fā)射面33的光量與離入射面34的距離成比例以指數(shù)函數(shù)增大。這樣，即使光量隨著遠(yuǎn)離冷陰極管37而減少，也由于從發(fā)射面33發(fā)出的光量均勻，所以光利用效率高，可以提高亮度，并且還可以使亮度均勻。
從光學(xué)薄板51的平面52向與其幾乎垂直的方向發(fā)射的光入射到液晶顯示屏21的里面，從其里面?zhèn)日丈湟壕э@示屏21。這樣，從液晶顯示屏21的表面發(fā)射對(duì)應(yīng)液晶顯示屏21的顯示驅(qū)動(dòng)的圖象光。
如上所述，在將圖8所示的液晶顯示裝置作為穿透型采用時(shí)，可以提高照明屏31的光利用效率，可以提高亮度，并且還可以使亮度均勻，所以可以提高顯示品質(zhì)。
另一方面，在將該液晶顯示裝置作為反射型采用時(shí)，不點(diǎn)亮冷陰極管37而利用外光。即，在液晶顯示屏21的表面從其表面?zhèn)热肷涞耐夤獯┩敢壕э@示屏21，穿透光學(xué)薄板51，入射到導(dǎo)光板32的發(fā)射面33，并在反射層36反射。此時(shí)，自然光和室內(nèi)光等外光幾乎不變換角度地穿透對(duì)應(yīng)光學(xué)薄板41的平面53a、53c的部分。
該反射光與上述相反，從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33發(fā)射，穿透光學(xué)薄板51，入射到液晶顯示屏21的里面，從其里面?zhèn)日丈湟壕э@示屏21。這樣，從液晶顯示屏21的表面發(fā)射對(duì)應(yīng)了液晶顯示屏21的顯示驅(qū)動(dòng)的圖象光。此時(shí)，可以利用光學(xué)薄板51減輕二重映現(xiàn)。
實(shí)施例3如圖1和圖8所示，上述實(shí)施例1和實(shí)施例2說(shuō)明了在液晶顯示屏21的里面?zhèn)扰渲昧苏彰髌?1的情況，但不限于此，如圖14所示的本發(fā)明的實(shí)施例3，也可以在液晶顯示屏21的表面?zhèn)扰渲谜彰髌?1。
此時(shí)，照明屏31的導(dǎo)光板32的發(fā)射面33作為里面?zhèn)?，光學(xué)面35作為表面?zhèn)取Ａ硗?，在?dǎo)光板32的光學(xué)面35設(shè)置反射層36。在液晶顯示屏21和照明屏31之間配置與實(shí)施例2同樣的光學(xué)薄板51。光學(xué)薄板51中，其平面52與液晶顯示屏21對(duì)置。在液晶顯示屏21的里面?zhèn)仍O(shè)有平板狀的反射板55。
下面說(shuō)明將圖14所示的液晶顯示裝置作為穿透型采用的情況。一點(diǎn)亮冷陰極管37，從冷陰極管37發(fā)出的光和反射薄板38反射的光就入射到導(dǎo)光板32的入射面34。與上述實(shí)施例2同樣，該入射光的大部分從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33發(fā)射之后，從光學(xué)薄板51的平面52向與其幾乎垂直的方向發(fā)射。
該發(fā)射光穿透液晶顯示屏21并在發(fā)射板55反射。該反射光入射到液晶顯示屏21的里面，從其里面照射液晶顯示屏21。從液晶顯示屏21的表面發(fā)射對(duì)應(yīng)顯示驅(qū)動(dòng)的圖象光。該圖象光穿透光學(xué)薄板51并穿透導(dǎo)光板32。這樣，可以看見(jiàn)該穿透圖象光。
另一方面，在將圖14所示的液晶顯示裝置作為反射型采用時(shí)，不點(diǎn)亮冷陰極管37而利用外光。即，在導(dǎo)光板32的光學(xué)面35從其表面入射的外光穿透導(dǎo)光板32，穿透光學(xué)薄板41，穿透液晶顯示屏21，并在反射板55反射。
該反射光入射到液晶顯示屏21的里面，從其里面?zhèn)日丈湟壕э@示屏21。這樣，從液晶顯示屏21的表面發(fā)射對(duì)應(yīng)顯示驅(qū)動(dòng)的圖象光。該圖象光穿透光學(xué)薄板51并穿透導(dǎo)光板32。這樣，可以看見(jiàn)該穿透圖象光。
但是，圖14所示的液晶顯示裝置中，在作為穿透型采用時(shí)和作為反射型采用的時(shí)，由于光都2次穿透液晶顯示屏21，所以偏光板也可以是表面?zhèn)然蚶锩鎮(zhèn)鹊囊粋€(gè)。另外，也可以不采用反射板55，由反射性金屬形成設(shè)置在里面?zhèn)炔ＡЩ?3的里面的顯示像素用電極。
實(shí)施例4上述各實(shí)施例說(shuō)明了作為光源采用了冷陰極管等線光源的情況，但不限于此，也可以采用發(fā)光二極管等點(diǎn)光源。圖15是在與液晶顯示裝置的導(dǎo)光板32的入射面34的縱向的中央部對(duì)置的位置配置了1個(gè)發(fā)光二極管51。若沿著入射面34的縱向并列配置多個(gè)發(fā)光二極管51，則可以得到與線光源相同的亮度。
但是，在作為線光源的冷陰極管37的情況下，可以利用冷陰極管37發(fā)出的光均勻照射導(dǎo)光板32的整個(gè)入射面34。與此不同，在作為點(diǎn)光源的發(fā)光二極管51的情況下，不能利用從發(fā)光二極管61發(fā)出的光均勻照射導(dǎo)光板32的入射面34。
因此，在采用發(fā)光二極管61的情況下，圖16中的一點(diǎn)劃線所示的、與導(dǎo)光板32的發(fā)射面33垂直、與入射面34平行的虛擬面Q中，如實(shí)線箭頭所示，從發(fā)光二極管61發(fā)出的光中只有垂直入射到平坦的入射面34的光向與發(fā)射面33垂直的方向發(fā)射，此外的光以傾斜于虛擬面Q的角度照射。即，從點(diǎn)光源發(fā)射的光中的垂直入射到入射面34以外的光如虛線箭頭所示，在虛擬面Q的面內(nèi)向左右傾斜方向發(fā)射。
從而，如圖15所示，在導(dǎo)光板32的發(fā)射面34中，與發(fā)光二極管51幾乎對(duì)置的標(biāo)號(hào)M所示的區(qū)域的兩側(cè)的標(biāo)號(hào)N所示的亮度降低很多，光利用效率差，而且產(chǎn)生亮度不勻。其結(jié)果，在液晶顯示屏產(chǎn)生顯示不勻。
因此，下面說(shuō)明可以避免產(chǎn)生這樣的亮度不勻的本發(fā)明的實(shí)施例5。
實(shí)施例5圖17是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例5的液晶顯示裝置的部分模式平面圖。
本實(shí)施例的液晶顯示裝置基本上與圖15所示的情況同樣，在與液晶顯示裝置的導(dǎo)光板32的入射面34的縱向中央部對(duì)置的位置配置了1個(gè)發(fā)光二極管61。但此時(shí)，形成導(dǎo)光板32的光學(xué)面的各光學(xué)元件的傾斜面35c成為向其縱向(與入射面34平行的方向)波形形狀凸凹的面。各光學(xué)元件的傾斜面35c的波形形狀作為一例在振幅為a時(shí)，波長(zhǎng)λ為2aπ的正弦曲線較適當(dāng)，但不限于此，波長(zhǎng)λ可以是振幅a的1倍至10倍。
像這樣，若各光學(xué)元件的傾斜面35c為波形形狀，則在圖18的一點(diǎn)劃線所示的虛擬面Q(與發(fā)射面33的發(fā)射側(cè)的入射面34平行的一面)中，如實(shí)線箭頭所示，從發(fā)光二極管61發(fā)出的光不僅是垂直入射到入射面34的光，傾斜入射到入射面34的部分光也垂直入射到各光源元件的波形形狀的傾斜面35c。由于像這樣垂直入射到傾斜面35c的光向與導(dǎo)光板32的發(fā)射面33垂直的方向反射，所以目視方向的發(fā)射光的強(qiáng)度變大，并且從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33發(fā)射的發(fā)射光的強(qiáng)度均勻。
圖17所示的實(shí)施例中，在導(dǎo)光板32形成的波形形狀的傾斜面35c的中心線形成為與入射面34平行的直線狀，但不限于此，例如波形形狀的傾斜面35c的中心線為以光源61為中心的弧形或橢圓形等，可以適當(dāng)變更其外形。另外，各傾斜面34在導(dǎo)光板34的寬度方向，波的相位也可以錯(cuò)開(kāi)，波的間距也可以不同。
在此，若更具體研究圖18，則如虛線箭頭所示，波形形狀的各光學(xué)元件的傾斜面35c反射的光的其它部分在虛擬面Q面內(nèi)向左右傾斜方向行進(jìn)，所以只有該部分的光強(qiáng)度不均勻。
因此，下面說(shuō)明從導(dǎo)光板32的發(fā)射面34可以進(jìn)一步均勻發(fā)射光的本發(fā)明的實(shí)施例6。
實(shí)施例6圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施例6的照明屏31的主要部分的向視圖。該照明屏31中，在導(dǎo)光板32和光學(xué)薄板51之間配置聚光薄板62，在與導(dǎo)光板32的入射面34的縱向中央部對(duì)置的位置配置1個(gè)發(fā)光二極管61。
聚光薄板62為平面方形狀，其結(jié)構(gòu)為將與導(dǎo)光板32對(duì)置的面作為平面63，在該平面6上并列設(shè)置多個(gè)向垂直于導(dǎo)光板32的入射面34的方向延伸的單面凸透鏡條部64。單面凸透鏡條部64的表面也可以是截面圓形狀，也可以是截面橢圓形狀。這樣結(jié)構(gòu)的聚光薄板62可以利用以丙稀樹(shù)脂等光穿透性好的透明樹(shù)脂為材料的發(fā)射壓縮成形來(lái)制造。聚光薄板62也可以將其平面63粘貼到導(dǎo)光板32的發(fā)射面33。
圖18中，如實(shí)線箭頭所示，如虛線箭頭所示，在虛擬面Q內(nèi)從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33向其左右傾斜方向發(fā)射的光如圖20的實(shí)線箭頭所示，利用聚光薄板62的單面凸透鏡條部64聚光到各凸透鏡條部64的中央側(cè)，向與聚光薄板62的平面63幾乎垂直的方向發(fā)射。即，如圖18的實(shí)線和虛線箭頭所示，從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33向與其入射面34平行的方向發(fā)射的光由聚光薄板62聚光，在虛擬面Q面內(nèi)，朝與聚光薄板62的平面63幾乎垂直的方向(與實(shí)線箭頭平行的方向)側(cè)折射。
從而，即使從發(fā)光二極管61發(fā)出的光不能均勻照射導(dǎo)光板32的入射面34，從聚光薄板62的平面63也可以進(jìn)一步均勻發(fā)射光，光利用效率好，亮度也均勻。其結(jié)果，可以避免在液晶顯示屏產(chǎn)生顯示不勻。另外，上述中，導(dǎo)光板32的入射面34也可以是與傾斜面35c相同的波形形狀，但需要注意入射到導(dǎo)光板32的光量密度均勻。
另一方面，在將具有圖19所示的照明屏31的液晶顯示裝置作為反射型采用時(shí)，由于在聚光薄板62的單面凸透鏡條部64的表面沒(méi)有頂角，所以取光效率很好。
圖21表示實(shí)施例6的變形例。該實(shí)施例中，在導(dǎo)光板32的表面一體形成與圖19所示的聚光薄板62相同結(jié)構(gòu)的聚光部62A。另外，圖22表示實(shí)施例6的另一變形例。該變形例中，在導(dǎo)光板32和聚光薄板62之間配置光學(xué)薄板51。聚光薄板62和光學(xué)薄板51分別與圖19所示的相同。
另外，雖然沒(méi)有圖示，也可以是具有光學(xué)薄板51具有的功能，即將從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33朝邊緣32a側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光變換成與該發(fā)射面33幾乎垂直的方向的功能和，聚光薄板62具有的功能，即，在與導(dǎo)光板32的入射面34平行的面內(nèi)(虛擬面Q的面內(nèi))，將從導(dǎo)光板32的發(fā)射面33傾斜發(fā)射的光變換成與發(fā)射面33幾乎垂直的方向的功能的光學(xué)薄膜。這樣的光學(xué)薄膜不是限定實(shí)施例，例如密合圖22的光學(xué)薄板41和聚光薄板52的各平面而一體化即可。
另外，在圖19、圖21和圖22所示的情況下，也可以代替發(fā)光二極管61采用冷陰極管(線光源)。在這樣的情況下，利用與聚光薄板62的導(dǎo)光體32的入射面34平行方向的聚光作用，可以進(jìn)一步提高亮度。
另外，在作為光源采用發(fā)光二極管的情況下，也可以不限于1個(gè)，而配置多個(gè)。此時(shí)，即使發(fā)光二極管本身有色散，也可以利用導(dǎo)光板32的傾斜面35c的波形形狀而識(shí)別。此時(shí)，作為發(fā)光二極管只要采用發(fā)光成3個(gè)原色的各色的發(fā)光二極管，就可以顯示白色或全彩色。實(shí)施例7是這樣的例子。
實(shí)施例7圖23是將多個(gè)不同發(fā)光色的發(fā)光二極管，例如發(fā)紅色光、發(fā)綠色光和發(fā)藍(lán)色光的3個(gè)發(fā)光二極管61R、61G、61B沿著導(dǎo)光板32的入射面34的縱向配置。此時(shí)，通過(guò)適當(dāng)變暗3個(gè)發(fā)光二極管61R、61G、61B，利用混合顏色可以得到發(fā)光二極管單個(gè)發(fā)光色以外的顏色。
該實(shí)施例的情況下，通過(guò)與液晶顯示屏的驅(qū)動(dòng)同步地依次以發(fā)紅色光、發(fā)綠色光、和發(fā)藍(lán)色光的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)控制單元組合，可以不用濾色器而進(jìn)行全彩顯示。即，最初將液晶顯示屏的各像素分別以對(duì)應(yīng)紅色顯示數(shù)據(jù)的等級(jí)驅(qū)動(dòng)，以與此相同的時(shí)間點(diǎn)亮一定時(shí)間發(fā)光二極管61R，接著將液晶顯示屏的各像素分別以對(duì)應(yīng)綠色顯示數(shù)據(jù)的等級(jí)驅(qū)動(dòng)，以與此相同的時(shí)間點(diǎn)亮一定時(shí)間發(fā)光二極管61G，接著，將液晶顯示屏的各像素分別以對(duì)應(yīng)藍(lán)色顯示數(shù)據(jù)的等級(jí)驅(qū)動(dòng)，以與此相同的時(shí)間點(diǎn)亮一定時(shí)間發(fā)光二極管61B，進(jìn)行所謂的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有濾色器，也可以進(jìn)行全彩顯示。
如上所述，根據(jù)發(fā)明1，利用在導(dǎo)光板形成的曲面和具有傾斜面的光學(xué)面，即使在遠(yuǎn)離導(dǎo)光板的入射面的終端面也可以充分地將從入射面導(dǎo)入的光折射到導(dǎo)光板的發(fā)射面?zhèn)?，從而可以提高光利用效率?br> 根據(jù)發(fā)明2，利用與入射面幾乎平行的方向延伸的傾斜面，可以將從點(diǎn)光源導(dǎo)入的光向與入射面平行的方向折射，所以可以提高光利用效率。
根據(jù)發(fā)明3，由于利用光學(xué)薄板，將從導(dǎo)光板的發(fā)射面朝邊緣側(cè)傾斜方向發(fā)射的光變換為與導(dǎo)光板的發(fā)射面幾乎垂直的方向，所以可以提高光利用效率。
權(quán)利要求
1.一種照明屏，具有光源(37、61)；導(dǎo)光體(32)，由入射從上述光源(37、61)發(fā)射的光的入射面(34)、在與上述入射面(34)對(duì)置的側(cè)形成的邊緣(32a)、發(fā)射從上述入射面(34)導(dǎo)入的光的發(fā)射面(33)和、具有與上述發(fā)射面(33)對(duì)置的面的光學(xué)面(35)構(gòu)成，其特征在于上述光學(xué)面(35)連接多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，各光學(xué)元件將從上述入射面(34)導(dǎo)入的部分光朝上述邊緣(32a)側(cè)以沿著平行于上述發(fā)射面(33)的小角度折射的曲面(35a)，以及將在該曲面(35a)折射的光向上述發(fā)射面(33)側(cè)折射的傾斜面(35c)。
2.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于上述各光學(xué)元件的曲面(35a)是從上述發(fā)射面(33)側(cè)向上述邊緣(32a)側(cè)逐漸下降的曲面。
3.如權(quán)利要求2所述的照明屏，其特征在于上述各光學(xué)元件的曲面(35a)為截面圓弧狀。
4.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于上述各光學(xué)元件在上述曲面(35a)和上述傾斜面(35c)之間具有平面(35b)。
5.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于對(duì)于上述光學(xué)元件的上述傾斜面(35c)的高度，位于上述邊緣(32a)側(cè)的高度比位于上述入射面(34)側(cè)的高度高。
6.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于從上述入射面(34)第n個(gè)上述光學(xué)元件的傾斜面(32a)對(duì)上述平面(35b)的高度為an(n+1)/2(其中，a為任意數(shù))。
7.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于上述邊緣(32a)的厚度比上述入射面(34)的厚度小，上述入射面(34)和上述邊緣(32a)間存在最厚部分。
8.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于上述各導(dǎo)光元件的上述傾斜面(35c)對(duì)上述平面(35b)的傾斜角度為40～50°左右。
9.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于對(duì)于上述各導(dǎo)光元件的上述傾斜面(35c)對(duì)上述平面(35b)的傾斜角度，上述邊緣(32a)側(cè)比上述入射面(34)側(cè)大。
10.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于上述各光學(xué)元件的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上相同。
11.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于對(duì)于上述各光學(xué)元件的長(zhǎng)度，上述邊緣(32a)側(cè)比上述入射面(34)側(cè)小。
12.如權(quán)利要求1所述的照明屏，其特征在于上述照明屏還具有配置在上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)側(cè)的光學(xué)薄板(51)，該光學(xué)薄板(51)從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)原樣穿透向幾乎垂直于該發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光，將從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)朝上述邊緣(32a)側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從上述光學(xué)薄板(51)的表面向幾乎垂直于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光。
13.如權(quán)利要求12所述的照明屏，其特征在于具有配置在上述光學(xué)薄板(51)的表面?zhèn)?，以及上述?dǎo)光板(32)和上述光學(xué)薄板(51)間的任一方的聚光薄板(61)，該聚光薄板(61)將在與上述導(dǎo)光板(32)的入射面(34)平行的面內(nèi)從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從該聚光薄板(61)的表面向幾乎垂直于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光。
14.一種照明屏，具有入射面(34)；發(fā)射面(33)；導(dǎo)光板(32)，具有由多個(gè)分別含有將從上述入射面(34)導(dǎo)入的光向上述發(fā)射面(34)側(cè)折射的傾斜面(35c)的光學(xué)元件構(gòu)成的光學(xué)面(35)；以及光源(37、61)，與上述導(dǎo)光板(32)的入射面(34)對(duì)置配置，其特征在于上述導(dǎo)光板(32)的各傾斜面(35c)在其縱向成為波形形狀。
15.如權(quán)利要求14所述的照明屏，其特征在于上述光源(61)為點(diǎn)光源。
16.如權(quán)利要求14所述的照明屏，其特征在于上述光源(61)含有發(fā)紅色光、發(fā)綠色光、以及發(fā)藍(lán)色光的3種點(diǎn)光源(61R、61G、61B)。
17.如權(quán)利要求14所述的照明屏，其特征在于上述各光學(xué)元件還含有將入射到上述入射面(34)的部分光向與上述入射面(34)側(cè)相反側(cè)的邊緣(32a)側(cè)對(duì)于平行于上述發(fā)射面(33)以沿著該平行面的小角度反射的曲面(32a)。
18.一種照明屏，具有光源(37、61)；導(dǎo)光板(32)，具有導(dǎo)入從上述光源(37)發(fā)射的光的入射面(34)、在與上述入射面(34)對(duì)置的側(cè)形成的邊緣(32a)、發(fā)射從上述入射面(34)導(dǎo)入的光的發(fā)射面(33)和、具有與上述發(fā)射面(33)對(duì)置的面的光學(xué)面(35)；配置在上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)薄板(51)，其特征在于上述光學(xué)薄板(51)原樣穿透從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)向幾乎垂直于該發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光，將從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)朝上述邊緣(32a)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從上述光學(xué)薄板(51)的表面向幾乎垂直于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光。
19.如權(quán)利要求18所述的照明屏，其特征在于上述光學(xué)薄板(51)的表面為與上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)平行的平面(52)，上述光學(xué)薄板(51)的里面具有連接多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，上述各聚光元件將從平行于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的平面(53a、53c)和、從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)朝上述邊緣(32a)側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光折射成從上述光學(xué)薄板(51)的表面向垂直方向發(fā)射的傾斜面(53d)。
20.如權(quán)利要求18所述的照明屏，其特征在于具有配置在上述光學(xué)薄板(51)的表面?zhèn)?，以及上述?dǎo)光板(32)和上述光學(xué)薄板(51)間的任一方的聚光薄板(61)，該聚光薄板(61)將在與上述導(dǎo)光板(32)的入射面(34)平行的面(Q)內(nèi)從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從該聚光薄板(61)的表面向幾乎垂直于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光。
21.如權(quán)利要求20所述的照明屏，其特征在于上述聚光薄板(61)由并列多個(gè)向垂直于上述導(dǎo)光板(32)的入射面(34)的方向延伸的凸透鏡條部(64)構(gòu)成。
22.一種顯示裝置，具有顯示屏(21)，具有觀看顯示圖象的表面和，與該表面對(duì)置的里面；照明屏(31)，配置在上述顯示屏(21)的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)鹊娜我环?，其特征在于上述照明?31)包括光源(37、61)；導(dǎo)光體(32)，由入射從上述光源(37、61)發(fā)射的光的入射面(34)、在與上述入射面(34)對(duì)置的側(cè)形成的邊緣(32a)、發(fā)射從上述入射面(34)導(dǎo)入的光的發(fā)射面(33)和、具有與上述發(fā)射面(33)對(duì)置的面的光學(xué)面(35)構(gòu)成，上述光學(xué)面(35)連接多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，各光學(xué)元件具有將從上述入射面(34)導(dǎo)入的部分光朝上述邊緣(32a)側(cè)以沿著平行于上述發(fā)射面(33)的小角度折射的曲面(35a)、以及將在該曲面(35a)反射的光向上述發(fā)射面(33)側(cè)折射的傾斜面(35c)。
23.一種顯示裝置，具有顯示屏(21)，具有觀看顯示圖象的表面和，與該表面對(duì)置的里面；照明屏(31)，配置在上述顯示屏(21)的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)鹊娜我环?，其特征在于上述照明?31)包括光源(37、61)；入射面(34)；發(fā)射面(33)；導(dǎo)光板(32)，具有由多個(gè)分別含有將從上述入射面(34)導(dǎo)入的光向上述發(fā)射面(33)側(cè)折射的傾斜面(35c)的光學(xué)元件構(gòu)成的光學(xué)面(35)，光源(61)，與上述導(dǎo)光板(32)的入射面(34)對(duì)置配置，上述導(dǎo)光板(32)的各傾斜面(35c)在其縱向成為波形形狀。
24.一種顯示裝置，具有顯示屏(21)，具有觀看顯示圖象的表面和，與該表面對(duì)置的里面；照明屏(31)，配置在上述顯示屏(21)的表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)鹊娜我环剑鲜稣彰髌?31)包括光源(37、61)；導(dǎo)光板(32)，由導(dǎo)入從上述光源(37、61)發(fā)射的光的入射面(34)、在與上述入射面(34)對(duì)置的側(cè)形成的邊緣(32a)、發(fā)射從上述入射面(34)導(dǎo)入的光的發(fā)射面(33)和、具有與上述發(fā)射面(33)對(duì)置的面的光學(xué)面(35)構(gòu)成，配置在與上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)側(cè)的光學(xué)薄板(51)，其特征在于該光學(xué)薄板(51)原樣穿透從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)向幾乎垂直于該發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光，將從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)朝上述邊緣(32a)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從上述光學(xué)薄板(51)的表面向幾乎垂直于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光。
25.如權(quán)利要求24所述的顯示裝置，其特征在于上述光學(xué)薄板(51)的表面為與上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)平行的平面(52)，上述光學(xué)薄板(51)的里面具有連接多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，上述各聚光元件將從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)平行的平面(53a、53c)和、從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)朝上述邊緣(32a)側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光折射成從上述光學(xué)薄板(51)的表面向垂直方向發(fā)射的傾斜面(53d)。
26.如權(quán)利要求24所述的顯示裝置，其特征在于具有配置在上述光學(xué)薄板(51)的表面?zhèn)龋约吧鲜鰧?dǎo)光板(32)和上述光學(xué)薄板(51)間的任一方的聚光薄板(61)，該聚光薄板(61)聚光從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)向與其入射面(34)平行的方向發(fā)射的光。
27.如權(quán)利要求26所述的顯示裝置，其特征在于上述聚光薄板(61)由并列多個(gè)向垂直于上述導(dǎo)光板(32)的入射面(34)的方向延伸的凸透鏡條部(64)構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求24所述的顯示裝置，其特征在于上述光學(xué)薄板(51)具有將從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)朝上述邊緣(32a)側(cè)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從上述光學(xué)薄板(51)的表面向幾乎垂直于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光的功能和，將在與上述導(dǎo)光板(32)的入射面(34)平行的面(Q)內(nèi)從上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)向傾斜方向發(fā)射的光變換為從該光學(xué)薄板(61)的表面向幾乎垂直于上述導(dǎo)光板(32)的發(fā)射面(33)的方向發(fā)射的光的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的照明屏及搭載了該照明屏的顯示裝置，導(dǎo)光體(32)具有入射面(34)、在與上述入射面(34)對(duì)置的側(cè)形成的邊緣(32a)、發(fā)射從上述入射面(34)導(dǎo)入的光的發(fā)射面(33)和、具有與上述發(fā)射面(33)對(duì)置的面的光學(xué)面(35)。上述光學(xué)面(35)連接多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，各光學(xué)元件將從上述入射面(34)導(dǎo)入的部分光朝上述邊緣(32a)側(cè)以沿著平行于上述發(fā)射面(33)的小角度折射的曲面(35a)，以及將在該曲面(35a)折射的光向上述發(fā)射面(33)側(cè)折射的傾斜面(35c)。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1401936SQ0214292
公開(kāi)日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者樋口勝 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社